(57)【要約】【課題】エンジンの燃焼室での混合気の流れを改善し、ピストンとシリンダ壁との間を流れるブローバイガスを減らし、同時にシリンダライナとピストンとの摩耗を減らしてエンジン性能を高めることができるエンジンのピストン構造を提供する。【解決手段】ピストンの上面のボールからピストンの側面のトップランド側に向けて上向きの直線形状、あるいは急激に上向く曲線形状に貫通する貫通孔を、好ましくは貫通孔を複数個備えていることにある。貫通孔は、ボール側の内径がピストンの側面側の内径より大きく、ボール側からピストンの側面側にかけてその内径が線形的に小さくなるような形態にするのがよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの上面のボールとピストンの側面とを貫通する貫通孔を備えることを特徴とするエンジンのピストン構造。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記ボールから前記ピストンの側面のトップランド側に向けて上向きの直線通路から構成されることを特徴とする請求項１記載のエンジンのピストン構造。
【請求項３】
前記貫通孔は、前記ボールから前記ピストンの側面のトップランド側を向けて急激に上向く曲線通路から構成されることを特徴とする請求項１記載のエンジンのピストン構造。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記ボール側の内径が前記ピストンの側面側の内径より大きく、前記ボール側から前記ピストンの側面側にかけてその内径が線形的に小さくなるような形態に形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載のエンジンのピストン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのピストン構造、より詳しくは、燃焼室内の燃料と空気（混合気）の流れを改善してエンジンの性能を向上できるようにするエンジンのピストン構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの燃焼室で燃料と空気がどのように流れるかはエンジンの性能に大きく影響し、エンジンの性能を上げるには、燃料と空気が速かに均等に混合され、燃焼されなければならない。このため燃焼室においてタンブル、スワール、スキッシュなどの流れを発生させて混合気を点火プラグの方向に効率よく導く工夫がなされてきた。また、ピストンとシリンダ壁との間の空間を流れるブローバイガス（未燃焼ガス）は、エンジンオイルを劣化させ、エンジン内部を錆びさせる原因となるのでこれを少なくすることもエンジンの総合的な性能を左右する要素である。
【０００３】
エンジン燃焼室の燃料と空気（混合気）の流れを改良する方法では、吸気バルブ周りの一部に吸気ポートを通過する空気の流れを方向付けるマスク壁を設けて逆タンブル流を発生させ、混合気を逆タンブル流に乗せて点火プラグに導く方法〔特許文献１参照〕、吸気ポートの断面形状を一方側半分が拡幅された構成として逆タンブル流を発生させる方法〔特許文献２参照〕、燃焼室天井部とピストンは、圧縮工程時にピストン上面の周縁側からピストン上面の中央に向う混合気のスキッシュ流が生成される構成とする方法〔特許文献３参照〕、ピストン冠面の排気側斜面とシリンダヘッドとの隙間を、ピストン冠面の吸気側斜面とシリンダヘッドとの隙間より大きくして、圧縮工程末期にピストン冠面の排気側斜面とシリンダヘッドとの隙間から噴出する強いスキッシュ流を抑え、スワール流が撹乱されないようにして燃焼安定性を高める方法〔特許文献４参照〕などの提案がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５４４号公報
【特許文献２】特開平６−１４６８８６号公報
【特許文献３】特開平１１−１８２２４７号公報
【特許文献４】特開２０００−１１５５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、エンジン性能をより高くするために、エンジンの燃焼室では混合気を効率よく点火プラグに導くことが求められる。そこで、本発明の目的は、エンジンの燃焼室での混合気の流れを改善し、ピストンとシリンダ壁との間を流れるブローバイガスを減らし、同時にシリンダライナとピストンとの摩耗を減らしてエンジン性能を高めることができるエンジンのピストン構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく本発明請求項１はエンジンのピストン構造に係り、ピストンの上面のボールとピストンの側面とを貫通する貫通孔を備えていることにある。
【０００７】
請求項２は請求項１記載のエンジンのピストン構造に係り、貫通孔は、ボールからピストンの側面のトップランド側に向けて上向きの直線通路から構成されているものである。
【０００８】
請求項３は請求項１記載のエンジンのピストン構造に係り、貫通孔は、ボールからピストンの側面のトップランド側を向けて急激に上向く曲線通路から構成されているものである。
【０００９】
さらに請求項４は請求項１ないし３のいずれか１項記載のエンジンのピストン構造に係り、貫通孔は、ボール側の内径がピストンの側面側の内径より大きく、ボール側からピストンの側面側にかけてその内径が線形的に小さくなるような形態である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、ピストンのボールからピストン側面に向けて貫通された貫通孔を通じてガスの流れができ、エンジンの燃焼室でスキッシュ流れが強化され燃料と空気との混合性能が向上し、さらにピストンとシリンダ壁の間のブローバイガスがクランクケースに流れる量を著しく少なくし、同時にピストンとシリンダ壁との間に残っている燃料液滴を効果的に除去してカーボンに起因するシリンダライナやピストンの摩耗を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を、添付図を参照しつつ詳述する。しかし、以下の実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、これにより本発明を限定するものではない。
本発明のエンジンのピストン構造は、ピストンの上面のボールとピストンの側面とを貫通する貫通孔を設けたことにその特徴がある。
【００１２】
図１は本発明によるエンジンのピストン構造の実施の形態の一例を示す図面であり、図２は、図１におけるＡ部の詳細図で、貫通孔を通じるガスの流れを説明した図面である。図３は、本発明によるエンジンのピストン構造の他の実施の形態を示した図面である。
【００１３】
図１では、貫通孔５をボール３からピストン１の側面のトップランド（ｔｏｐ  ｌａｎｄ）側に向けて上向きの直線通路で形成され、図３では貫通孔５をピストンのトップランド側を向けて急激に上向く曲線通路に形成されている。貫通孔５は、複数個設けられることが好ましく、その形態は、ボール３からピストン１の側面側へ向かい上向きの構造であればよく限定するものではないが、直線あるいは曲線通路であり、特に加工上許される限りにおいて上記のように急激に上向く曲線形状が好ましい。
【００１４】
貫通孔５は、ボール３側の内径がピストン１の側面側の内径より大きく、ボール３側からピストン１の側面側に至るまで線形的に小さくなるような形態にすることが好ましい。このようにピストン１の側面側で内径を小さくしたとき、ボール３側から流れたガスがより早い速度でピストン１側面に噴出される利点がある。
【００１５】
次に、本発明の作用について説明する。
ピストン１が上死点（ピストンが上がりきった点）に向けて移動しながら圧縮行程を行う間にボール３内に加圧されたガスは、貫通孔５を通して流れる。ボール３側から貫通孔５を通して流れるガスは、図２に示されるようにピストン１の側面を通り抜けて、ピストン１とシリンダ壁７との間でシリンダ壁７にぶつかりながら方向を変え、またボール３がある燃焼室の中心方向に回転する軌跡に沿って流れるようになる。
【００１６】
これにより、シリンダ壁７に燃料液滴１１残った場合には、燃料液滴１１がこのガスの流れに乗って燃焼室の中央に移動させられる。このような作用は、ガスが貫通孔５のボール３側からピストン１の側面側に速い流速で噴出される程効果があり、シリンダ壁７に残った燃料液滴１１は取り除かれることによってシリンダ壁７とピストン１との間に燃料液滴に起因するカーボン堆積がなくなり、さらにカーボンによる摩耗現象であるシリンダ壁７のポリシング及びピストン１のスカッフィングを抑制することができる。
【００１７】
さらに、上記のような貫通孔５を通じるガスの流れはピストン１とシリンダ壁７との間の空間を通じてクランクケースに漏洩するブローバイガス９の流れ方向と反対方向となるので、ブローバイガス９の量を著しく少なくさせることができる。ブローバイガスの量が減ることで、エンジンオイル及びクランクケースの汚れが著しく少なくなるのはもちろん、大気汚染を低減させる効果も得ることができる。
【００１８】
一方、ピストン１が上死点に向けて移動する間、貫通孔５を通過するガスの早い流れはピストン１のトップランド部と燃焼室上側面との間で発生するスキッシュ流れ１３をさらに強化させるようになる。スキッシュ流れ１３を強くすることで燃料と空気の混合がよくなり、エンジンの燃焼性能向上を一層高めることになる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明のエンジンのピストン構造は、エンジンの燃焼室における燃料と空気との混合がよく、点火プラグに導くことができ、ブローバイガスがクランクケースに流入される量を少なくし、シリンダライナ及びピストンの摩耗を防止するなど、エンジンの性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるエンジンのピストン構造を説明する図である。
【図２】図１のＡ部の詳細図であり、貫通孔を通じるガスの流れを説明した図である。
【図３】本発明による別の実施の形態におけるエンジンのピストン構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００２１】
１；  ピストン
３；  ボール
５；  貫通孔
７；  シリンダ壁
９；  ブローバイガス
１１；  燃料液滴
１３；  スキッシュ流れ
【図１】
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【図２】
2005121004.tif 000004
【図３】
2005121004.tif 000005